生活垃圾立卧式干馏气化裂解三段集成制气的装置与工艺的制作方法_3

文档序号:9780290阅读:来源:国知局
6内设有含氧量测试仪Pl21,其含氧量控制范围为0.5%,用于联锁控制一次风机16的进风量。
[0026]气化剂混合箱17内有饱和温度测试仪P222,其温度控制范围为70?85°C,用于联锁控制水蒸气供给量确保混和气化剂的饱和温度符合工艺要求。
[0027]干馏烟气出口3内设有烟气温度监控仪P323,其温度控制范围为<350°C,用于联锁控制二次风机15的抽风量。
[0028]本发明另一目的在于提供一种生活垃圾立卧式干馏气化裂解三段集成制气装置的工艺,包括如下步骤:
1)、气化剂的产生和运送
夹套水箱9下部连接管道20进入冷水,夹套水箱9上部连接管道20输出热水,夹套水箱9所产的低压蒸汽和一次风机16的空气在气化剂混合箱17混合成气化剂,由饱和温度测试仪P2 22联锁控制水蒸气供给量,确保混和气化剂的饱和温度控制在45?55°C之间;气化剂由一次风机16加压到6000-8000Pa,从风管18送到旋转炉篦12并进入燃烧燃烬层11底部;
2)、上段干馏干燥烟气的产生
加入干燥干馏室5的垃圾,在传导、对流、辐射原理作用下,被气化室7产生的热量加热,首先脱去内外物理水分,随着温度逐步上升到70?150°C,物料通过液压推料机构2间断性往前移动,在移动过程中物料逐步被干燥,继而被干馏到150?350°C,脱出挥发分如焦油、烷烃类气体、酚及H2O等的混合物,混合物热值约1500KJ/Nm3-2500KJ/Nm3,混合物在二次风机15的抽力作用下,进入干馏烟气通道4并从通道尾部的干馏烟气出口 3排出,最后随二次风机15引入二次风环形风箱14、由二次风喷风嘴13喷入裂解转化层10进行裂解转化;上段干馏烟气的出口温度〈350°C,由烟气温度监控仪P3联锁控制二次风机的抽风量来调节控制;
3)、中段高热值气化煤气的产生
干燥干馏室5内的垃圾原料被干燥干馏后,温度达到300°C以上形成热半焦状物质进入气化室7,热半焦状物质的挥发份一般为3?5%,热半焦状物质因脱去其中的活性可燃组份,裂解气化活性比原生垃圾有所降低,气化反应层的温度一般为450?650°C之间,热半焦状物质与蒸汽或空气混合气进一步发生还原化学反应,形成厚度约600_的裂解转化层10,产生更多的可燃气体,发生以下反应:
碳2C+空气O2=—氧化碳2CO丨-热量Q 碳C+二氧化碳CO2=—氧化碳2C0丨-热量Q 碳C+水蒸气2H20=氢气2H2丨+CO丨-热量Q 碳C+氢气2H2=甲烷CH4T-热量Q
中段气化煤气几乎不含焦油,只含少量烟尘,其热值一般为8500?10000KJ/Nm3;气化煤气出口6温度约400-600 °C,约1/3的气化煤气上升到干馏干燥室5,约2/3的气化煤气经过气化室7顶部气化煤气出口6排出;气化煤气出口6内设有烟气含氧量测试仪P121,含氧量测试仪P121联锁一次风机16的供风量来控制气化煤气含氧量〈0.5%,经气化煤气出口 6排出的高热值气化煤气可冷却净化后直接加压送储气柜为居民使用或合成醇醚等;
4 )、下段裂解转化合成气的产生
干燥干馏脱出挥发分如焦油、烷烃类气体、酚及H2O等的混合物,混合物热值约1500KJ/Nm3-2500KJ/Nm3,由二次风喷风嘴13喷入裂解转化层10,在底部燃烧产生的1150°C的高温气体作用下,其热能使垃圾中可燃物的化合键断裂,由大分子量转化成小分子量的燃气、油或油脂液状物及残炭等;将烷类如(甲烷CH4)裂解转换成热值更高的氢气H2与一氧化碳CO可燃气;形成大约500mm厚裂解转化层,温度高达650-850°C,化学反应如下:
水蒸气H20>600°C(裂解)氢气H2丨+氧气02丨+热量Q 焦油C6H80>600°C(裂解)可燃气体CnHi4+残炭C-热量Q 残碳2C+空气O2=—氧化碳2C0丨-热量Q 甲烷 CH4+C02=氢气 2H2T+2C0T-热量 Q 5)、底部垃圾炭化减容燃烧
热解气化后的残留物(液态焦油、较纯的碳素以及垃圾本身含有的无机灰土和惰性物质等)沉入燃烧燃烬层11充分燃烧,使垃圾中的C、H、S、P可燃成份部分燃烧,形成大约600_厚的氧化燃烧层,温度高达850-1150°C,化学反应如下:
碳2C+空气O2=—氧化碳CO丨+放出热量Q 碳C+空气02=二氧化碳C02丨+放出热量Q 氢H+空气O2=水蒸气H20丨+放出热量Q 硫S+空气02=二氧化硫S02丨+放出热量Q 磷P+空气O2=五氧化二磷P2O5T+放热量Q
其热量用来提供裂解转化层10和干燥干馏过程所需能量,燃烧燃烬层11产生的残渣经过继续燃烧后由气化室7底部的一次风冷却(同时残渣预热了一次风),经旋转炉篦12的机械挤压、破碎后,掉入熔渣急冷室19,一次风穿过残渣层给燃烧燃烬层11提供了充分的助燃氧,空气在燃烧燃烬层11消耗掉大量氧气后上行至裂解转化层10,并形成了热解气化反应发生的欠氧或供氧量不足的还原性气氛条件。
[0029]由此可以看出,垃圾在气化室7内经热解后实现了能量的两级分配:中段产生的高热值气化煤气一部分由气化煤气出口6排出供用户使用,一部分在二次引风机的抽力作用下、进入干燥干馏室用以烘干物料;裂解残留物留在气化室7燃烧燃尽烬层11焚烧,垃圾的热分解、气化、干燥干馏形成了向下运动方向的动态平衡,在投料和排渣系统连续稳定运行时,炉内各反应段的物理化学过程也持续稳定进行,从而保证了本装置的持续正常运转。
【主权项】
1.一种生活垃圾立卧式干馏气化裂解三段集成制气装置,其特征在于:本装置由上段卧式干燥干馏室(5)、中段立式气化室(7)、下段裂解转化层(10)、底部的排渣结构和气化剂供给系统构成;所述的干燥干馏室(5)顶部设有液压推料机构(2),干燥干馏室(5)上部设有干馏烟气通道(4),干馏烟气通道(4)与干燥干馏室(5)连通,干馏烟气通道(4)尾部设有干馏烟气出口(3);气化室(7)与干燥干馏室(5)连通,气化室(7)顶部设有高热值气化煤气出口(6),气化煤气出口(6)内设有含氧量测仪Pl(21),用于联锁控制一次风机(16)的进风量,裂解转化层(10)下部为倒锥形,所述倒锥形外侧设有二次风环形风箱(14),二次风环形风箱(14)通过喷风嘴(13)与裂解转化层(10)连通,二次风环形风箱(14)外侧连通有二次风机(15),二次风机(15)与干馏烟气出口(3)连通,中段立式气化室(7)与下段裂解转化层(10)壳体由夹套水箱(9)围成;排渣结构包括旋转炉蓖(12)和熔渣急冷室(19),旋转炉蓖(12)位于裂解转化层(10)底部燃烧燃烬层(11)的下方,熔渣急冷室(19)位于旋转炉蓖(12)正下方;所述气化剂供给系统包括蒸汽包(8)、管道(20)、风管(18)、一次风机(16)和气化剂混合箱(17),蒸汽包(8)连接有管道(20),夹套水箱(9)下部和上部均通过管道(20)与蒸汽包(8)连通,蒸汽包(8)另一管道(20)与气化剂混合箱(17)相连,一次风机(16)出风管道与气化剂混合箱(17)连通,气化剂混合箱(17)通过风管(18)连接旋转炉蓖(12)的底部,所述风管(18)穿过熔渣急冷室(19);所述气化剂混合箱(17)内有饱和温度测试仪P2(22),用于联锁控制水蒸气供给量以调节混和气化剂的饱和温度;所述干馏烟气出口(3)内设有烟气温度监控仪P3(23),用于联锁控制二次风机(15)的抽风量;所述气化煤
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